2024年6月7日发(作者：)

集群和负载均衡的概念 集群(Cluster)

所谓集群是指一组独立的计算机系统构成的一个松耦合的多处理器系统，它们之间通

过网络实现进程间的通信。应用程序可以通过网络共享内存进行消息传送，实现分布式计

算机。

负载均衡(Load Balance)

网络的负载均衡是一种动态均衡技术，通过一些工具实时地分析数据包，掌握网络中

的数据流量状况，把任务合理均衡地分配出去。这种技术基于现有网络结构，提供了一种

扩展服务器带宽和增加服务器吞吐量的廉价有效的方法，加强了网络数据处理能力，提高

了网络的灵活性和可用性。

特点

（1）高可靠性（HA）。利用集群管理软件，当主服务器故障时，备份服务器能够自动

接管主服务器的工作，并及时切换过去，以实现对用户的不间断服务。

（2）高性能计算（HP）。即充分利用集群中的每一台计算机的资源，实现复杂运算的

并行处理，通常用于科学计算领域，比如基因分析、化学分析等。

（3）负载平衡。即把负载压力根据某种算法合理分配到集群中的每一台计算机上，以

减轻主服务器的压力，降低对主服务器的硬件和软件要求。

LVS系统结构与特点

1. Linux Virtual Server：简称LVS。是由中国一个Linux程序员章文嵩博士发起和领

导的，基于Linux系统的服务器集群解决方案，其实现目标是创建一个具有良好的扩展性、

高可靠性、高性能和高可用性的体系。许多商业的集群产品，比如RedHat的Piranha、

Turbo Linux公司的Turbo Cluster等，都是基于LVS的核心代码的。

2. 体系结构：使用LVS架设的服务器集群系统从体系结构上看是透明的，最终用户只

感觉到一个虚拟服务器。物理服务器之间可以通过高速的 LAN或分布在各地的WAN相

连。最前端是负载均衡器，它负责将各种服务请求分发给后面的物理服务器，让整个集群

表现得像一个服务于同一IP地址的虚拟服务器。

3. LVS的三种模式工作原理和优缺点： Linux Virtual Server主要是在负载均衡器上

实现的，负载均衡器是一台加了 LVS Patch的2．2．x版内核的Linux系统。LVS Patch

可以通过重新编译内核的方法加入内核，也可以当作一个动态的模块插入现在的内核中。

负载均衡器可以运行在以下三种模式下：

（1）Virtual Server via NAT（VS-NAT）：用地址翻译实现虚拟服务器。地址转换器

有能被外界访问到的合法IP地址，它修改来自专有网络的流出包的地址。外界看起来包是

来自地址转换器本身，当外界包送到转换器时，它能判断出应该将包送到内部网的哪个节

点。优点是节省IP 地址，能对内部进行伪装；缺点是效率低，因为返回给请求方的流量经

过转换器。

（2）Virtual Server via IP Tunneling （VS-TUN）：用IP隧道技术实现虚拟服务器。

这种方式是在集群的节点不在同一个网段时可用的转发机制，是将IP包封装在其他网络流

量中的方法。为了安全的考虑，应该使用隧道技术中的VPN，也可使用租用专线。 集群